ファルコン9のプロトタイプ

ファルコン9のプロトタイプは、垂直離着陸を行う実験的な飛行テスト 用再使用ロケットでした。^[1]このプロジェクトはSpaceXの民間資金で賄われ、後まで政府からの資金提供はありませんでした。^[2] 2つのプロトタイプが製造され、両方とも地上から打ち上げられました。^[3]

最も初期のプロトタイプはグラスホッパーである。2011年に発表され^[4]、2012年に低高度、低速度でのホバリング/着陸テストを開始した。グラスホッパーは高さ106フィート（32メートル）で、退役する前に2012年と2013年に8回のテスト飛行に成功した。ファルコン9の2番目のプロトタイプは、ファルコン9 v1.1ロケットをベースにした、より大きくて高性能なファルコン9再使用型開発車両（F9R Dev、F9R Dev1としても知られる）であった。より高い高度でテストされ、はるかに高い速度が可能であったが、高速でテストされることはなかった。F9R Dev1車両は2013年から2014年にかけて製造され、2014年4月17日に最初の低高度飛行テストを行った。2014年8月22日、マクレガー試験場で3基のエンジンによる試験中にエンジンが失われ、 ^[5]低速試験プログラムは終了した。再使用型ロケットの飛行試験範囲のさらなる拡大は、ファルコン9の商業軌道飛行 の軌道飛行軌道で使用されていたファルコン9ブースターの下降に移された。

グラスホッパーおよび F9R Dev テストは、再利用可能なファルコン 9およびファルコン ヘビーロケットの開発の基礎であり、ほぼ空のファルコン 9およびファルコン ヘビーの第 1 段ブースター タンクとエンジン アセンブリの垂直着陸を必要とします。グラスホッパーおよび F9R Dev テストは、 2013 年 9 月以来の商業用ファルコン 9 ミッションに伴う、ミッション後 (使用済み) のファルコン 9 ブースター ステージの高高度、高速制御降下テストにつながりました。後者は最終的に、2015 年 12 月 21 日に最初のブースター着陸に成功しました。

グラスホッパーが初めて公に知られるようになったのは2011年第3四半期で、宇宙ジャーナリストが連邦航空局の宇宙打ち上げ規制を分析した後、初めてグラスホッパーについて記事を書いたときでした。^[1]

その後まもなく、スペースXは試験機開発プログラムの存在を確認し、 2012年にグラスホッパー飛行試験プログラムを開始する予定であると発表した。 ^{[4] [6]}

2011年に公開された情報によると、亜音速テストはテキサス州マクレガーで3段階に分かれて行われ、最大飛行高度は670～11,500フィート（200～3,510メートル）、飛行時間は45～160秒（0.75～2.67分）とされていた。当時、テストには最長3年かかると予想されており、FAAの最初の許可では年間最大70回の弾道ロケット打ち上げが許可されていた。^{[1] [7]} テスト飛行プログラムをサポートするために、半エーカーのコンクリート打ち上げ施設が建設された。^[6] 2012年9月、SpaceXはFAAに初期テスト飛行の一部で高度を上げる許可を求めたと発表した。^[8]来年に向けて、CEOのマスクは2012年11月に次のように語った。「今後数か月で、高度と速度を徐々に上げていきます。…途中でクレーターができる可能性はありますが、クレーターがなければ非常に幸運です。垂直着陸は極めて重要なブレークスルーであり、極めて迅速な再利用性を実現します。」^[9]

2013年5月、スペースXはグラスホッパー飛行試験プログラムの高高度、高速度部分を、ニューメキシコ州ラスクルーセス近郊のスペースポートアメリカで実施することを発表した。これは、以前計画されていた連邦政府の隣接するホワイトサンズミサイル実験施設ではなく^{[3] [10] [11] [12]}、最近運用を開始した宇宙港の土地と施設の3年間のリース契約を結んだ。 [11]スペースXは2013年5月に、テキサスからニューメキシコにどれだけの雇用が移転するかはまだわからないと示唆した。 [ ^{13 ]}

スペースXは2013年5月、スペースポート・アメリカのメインキャンパスから南西に7km離れた場所に30m×30m（98フィート×98フィート）の発射台の建設を開始し、発射台を月額6,600ドル、テスト飛行1回につき25,000ドルでリースする予定であった。^[14]

グラスホッパーは「ファルコン9 [v1.0] 第一段燃料タンク、単一のマーリン-1Dエンジン」で構成され、高さは32メートル（106フィート）でした。^[1]着陸装置は固定されていました。

イーロン・マスクが述べたように、グラスホッパーはヘリコプターと同等の精度で地球に着陸できる。^[15]

F9R Dev1はファルコン9 v1.1の第一段燃料タンクを再利用して建造され、^[16]高さは160フィートで、^[17]最初のグラスホッパーより約50%長かった。^[18]着陸脚は設計上格納式で、伸縮ピストンがAフレームに取り付けられていた。4本の脚の合計スパンは約18メートル（60フィート）で、重量は2,100キログラム（4,600ポンド）未満で、展開システムには高圧ヘリウムが使用された。^[19]脚の重量は最初のグラスホッパーよりも軽量であった。 F9R Dev1のエンジンベイは最初のグラスホッパーとは異なっていた。^[18]

テキサス州のF9R Dev1機は、3基のエンジンで離陸と加速を行うことが想定されていた。これは、試験飛行では、軌道上のペイロードを満載したファルコン9を離陸させるのに全推力は必要ないからである。一方、降下と着陸は1基のエンジンのみで完了する。^[20]オリジナルのグラスホッパーは、センターエンジンであるマーリン1Dエンジン1基のみで飛行していたが、このセンターエンジンは現在、実物大のファルコン9ロケットの減速と垂直着陸の最終段階を完了するために使用されている。

3番目の飛行試験機であるF9R Dev2は、当初はスペースポート・アメリカの高高度試験場^{[11] [2]}と高度91,000メートル（300,000フィート）までの飛行のみを予定していた。^{[17] [ 21] [16] 2014年9月、F9R Dev1の破壊を受けて、SpaceXは計画を変更し、まずF9R Dev2機が低高度試験のためにマクレガーで飛行することとなった。テキサス州マクレガーでファルコン9再使用型開発機を飛行させるための}FAAの当初の許可は2015年2月まで有効であった。^[22]

2015年2月19日、SpaceXはF9R Dev2の製造を中止すると発表した。^[23]

2015年4月、スペースXはヴァンデンバーグ空軍基地のSLC-4Eで飛行中緊急脱出ロケットのタンキングテストを実施した。このロケットにはマーリン1Dエンジンが3基しか搭載されておらず、ニューメキシコの基地は回収された第1段のテストに使用される予定だったため、飛行中緊急脱出テストの打ち上げロケットとして、製造中止となったF9R Dev2が再利用されたのではないかと推測された。^[24]

2015年5月、ある報道記事では、海上およびASDSへのブースターロケット着陸の試みが多くの面で技術的に成功したことから、SpaceXはニューメキシコ州の施設を帰還ステージの試験に使用することを計画していると報じられた。^{[25] [26]}

ファルコン9の最初の試作機であるグラスホッパーは、 2012年9月から2013年10月の間に合計8回の試験飛行を行った。 ^[27] 8回の飛行はすべてテキサス州マクレガーの試験施設から行われた。

グラスホッパーは2012年9月に3秒間の短いホップで飛行試験を開始し、続いて2012年11月に8秒間の飛行で地上約5.4メートル（18フィート）の高さまで上昇した2回目のホップを行った。2012年12月には29秒間の3回目の飛行を行い、ロケットエンジンの力で長時間ホバリングした後、高度40メートル（130フィート）まで上昇し、ロケットの力で下降して垂直着陸に成功した。^[28] グラスホッパーは2013年10月7日に8回目で最後の試験飛行を行い、高度744メートル（2,441フィート）まで飛行した後、8回目の垂直着陸に成功した。^[29] グラスホッパーの試験機は現在退役している。^[27]

テキサス州の施設での飛行試験は、 FAAの当初の 規制許可により、最高高度2,500フィート（760メートル）に制限されていました。^[30]

2011年の発表から2014年まで、SpaceXは公表したスケジュールの各マイルストーンを達成した。SpaceXは2012年2月に、2012年中に垂直離陸垂直着陸（VTVL）のテスト飛行を数回計画していると発表し、^[3] 2012年6月には、今後数か月以内に最初のテスト飛行を行う計画を継続していることを確認した。^[6]

ファルコン9再使用開発機、またはF9R Devは、2012年10月に発表されました。F9R Dev1は、2012年後半から2014年初頭まで、当初はグラスホッパーv1.1と名付けられていました。^{[17] [29]} 2013年3月、マスクは、スペースXが2013年末までに極超音速に到達したいと考えていると述べました。 ^[53] 2013年3月、2番目のグラスホッパークラスの弾道飛行車両は、3月以前にテキサス州のスペースXロケット開発試験施設で適格性試験に使用されていたファルコン9 v1.1の第1段タンクから構築されることが発表されました。^[16]

2014年、FAAの許可はマクレガーでのF9R開発機のテストのために10,000フィート（3,000メートル）まで引き上げられたが、^[21]最初のグラスホッパーは高度2,500フィート（760メートル）に制限されていた。

F9R Dev1 は、はるかに長いFalcon 9 v1.1の第 1 段燃料タンクと、引き込み式の着陸脚を備えて構築されました。

SpaceXは2014年3月28日、テキサス州マクレガーの試験場でF9R Dev1の短期間の地上試験（静的試験）を実施し、^[54] 2014年4月17日に高度250メートル（820フィート）まで新型ロケットの初試験飛行を行った。^{[21] [20]} F9R Dev1は2014年8月22日に5回目で最後の飛行を行った。^{[17] [55]}この飛行中、上昇中のロケットからの異常なセンサーデータによりロケットが通常の飛行軌道から外れ、飛行終了システムがロケットを無力化してミッションを終了させた。 F9R Dev1の分解後に負傷者や負傷寸前の人は報告されておらず、試験中にはFAAの代表者が立ち会った。^{[5] [56]}

2013年、SpaceXは、飛行試験機による既存の試験に加えて、主流のFalcon 9機をVTVL試験に使用するようになった。2013年3月、SpaceXは、Falcon 9ロケットのストレッチバージョンの初飛行（当時は2013年夏に予定されていたFalcon 9の全体では6回目の飛行）から、すべての第1段に計器を取り付け、制御降下試験機として装備することを発表しました。^[68] SpaceXは、海上着陸と、着陸プラットフォームとして改造された専用の自律宇宙港ドローン船への着陸の両方を何度も試みましたが、完全に成功したものはありませんでした。

スペースXは、2015年後半に量産型垂直着陸ロケットを陸上に着陸させることに成功した。ファルコン9の第一段を発射場近くの陸上に着陸させる最初の試みは、 2015年12月21日のファルコン9フライト20で行われた。着陸は成功し、ファルコン9フルスラストロケットの第一段は回収された。^{[69] [70] [71]} 2016年5月27日までに、スペースXは海上の無人船への第一段着陸を3回成功させた。 ^[72]

• SpaceXの打ち上げロケット – SpaceXが開発、運用する打ち上げロケット
• ファルコン9第一段ブースターのリスト
• Kankoh丸 – 日本の軌道ビークルの設計
• マクドネル・ダグラス DC-X  – 1991年から1996年にかけて開発され、飛行した単段式軌道ロケットのプロトタイプ
• ニューシェパード – ブルーオリジンが開発したロケット
• クワッド（ロケット）  – VTVL技術デモンストレーター
• 再使用型ロケット試験 – 日本の再使用型ロケット試験プロジェクト
• SpaceXの再利用可能な打ち上げシステム開発プログラム – 複数回飛行できるロケットを作るためのSpaceXの取り組み

ウィキメディア・コモンズには、グラスホッパー (ロケット)に関連するメディアがあります。

Wikinewsには関連ニュースがあります:

• スペースXの試験ロケットがテキサスで墜落

• 収集されたビデオ
  • 2012年9月21日の第1回試験発射のビデオ
  • 2012年11月1日の第2回試験発射のビデオ
  • 2012 年 12 月 17 日、高さ 40m での 3 回目のテスト打ち上げのビデオ
  • 2013 年 3 月 8 日、高さ 80m での 4 回目のテスト打ち上げのビデオ
  • 2013 年 4 月 17 日、高さ 250m での 5 回目のテスト打ち上げのビデオ
  • 2013 年 6 月 14 日、高さ 325m での 6 回目のテスト打ち上げのビデオ
  • 2013 年 8 月 13 日、第 7 回テスト打ち上げのビデオ (高さ 250 メートル、長さ 100 メートル)
  • 2013 年 10 月 7 日、高さ 744 m での 8 回目のテスト打ち上げのビデオ。グラスホッパーの最終テスト飛行。
  • 2014 年 4 月 17 日、高さ 250 m での 9 回目のテスト打ち上げのビデオ。最初のF9R Dev1テスト飛行。
  • 2014 年 5 月 1 日、高さ 1000m での 10 回目のテスト打ち上げのビデオ
  • 2014 年 8 月 22 日の第 13 回テスト打ち上げのビデオ。テスト飛行中に異常が発生したため、機体が破壊されたため、F9R Dev1の最終飛行となりました。
  • Steve Jurvetson は、F9R Dev1 の破壊について個人的にコメントしています。2014 年 9 月 23 日、SPARK 2014 基調講演、@58:05。Jurvetson は SpaceX の取締役であり、2014 年 8 月 22 日の飛行テストにも出席していました。